天然藥物化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的應用論文
摘要：探討“以問(wèn)題為中心”教學(xué)法在天然藥物化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的應用，構建啟發(fā)—探究式實(shí)驗教學(xué)模式，通過(guò)問(wèn)題解決模式，教師引導學(xué)生發(fā)現與分析問(wèn)題、提出設想、解決問(wèn)題，從而使學(xué)生在探究實(shí)驗過(guò)程中改變陳舊的思維方式，提高解決實(shí)際問(wèn)題能力。
關(guān)鍵詞：以問(wèn)題為中心；天然藥物化學(xué)；實(shí)驗教學(xué)
1“以問(wèn)題為中心”教學(xué)理論
1.1理論基礎
“以問(wèn)題為中心”教學(xué)法是教師圍繞問(wèn)題，引導學(xué)生自主思考解決方法的帶教模式[1]，其在加拿大麥克瑪斯特大學(xué)首先試行。具體就是通過(guò)解決問(wèn)題來(lái)學(xué)習，是以學(xué)生為主導、以問(wèn)題為中心、以教師為引導，增強學(xué)生學(xué)習主動(dòng)性，讓學(xué)生自主學(xué)習的一種教學(xué)方法。將“以問(wèn)題為中心”教學(xué)法應用于天然藥物化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，便于學(xué)生掌握較難理解的各種類(lèi)型的天然產(chǎn)物提取分離方法，提高知識運用能力。
1.2教學(xué)基本程序
“以問(wèn)題為中心”教學(xué)法的基本程序：提出中心問(wèn)題→轉化任務(wù)、明確問(wèn)題→分解成問(wèn)題和任務(wù)序列→完成序列任務(wù)、解決序列問(wèn)題→完成任務(wù)、解決問(wèn)題。解決問(wèn)題的4個(gè)主要循環(huán)階段：激活階段→展示階段→應用階段→整合階段。對應教師指導循環(huán)圈：幫助→指導→輔導→鼓勵。對應學(xué)生學(xué)習循環(huán)圈：準備→理解→嘗試→反思�！耙詥�(wèn)題為中心”的有效教學(xué)的4個(gè)階段：激活階段，教師通過(guò)激活學(xué)生原有知識結構和向學(xué)生提供知識結構，幫助學(xué)生做好學(xué)習準備；展示階段，教師指導學(xué)生將新知識與準備的知識結構加以聯(lián)系，理解新知識；應用階段，教師輔導學(xué)生進(jìn)行應用活動(dòng)，讓學(xué)生嘗試練習；整合階段，教師鼓勵學(xué)生將知識融會(huì )貫通，進(jìn)行反思和創(chuàng )新[2]�！耙詥�(wèn)題為中心”實(shí)驗教學(xué)思想：在教師引導下讓學(xué)生將實(shí)驗項目分解成多個(gè)問(wèn)題，并以“問(wèn)題“為中心、以“方法”為中介、以“答案”為結果，讓學(xué)生學(xué)會(huì )主動(dòng)提出問(wèn)題，并運用所學(xué)理論知識尋找解決問(wèn)題的方法，最后得到實(shí)驗結果，旨在培養學(xué)生獨立思考能力和探究精神，并在實(shí)驗過(guò)程中鞏固知識。
2“以問(wèn)題為中心”
教學(xué)法在天然藥學(xué)化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的應用天然藥物化學(xué)是一門(mén)實(shí)用性很強的課程，而傳統的實(shí)驗教學(xué)內容單一，即從已知的天然藥物中提取明確成分，然后進(jìn)行鑒別，由于藥物、成分、提取溶劑使用的儀器和方法等是已知明確的，實(shí)驗內容枯燥，學(xué)生大多缺乏興趣，不能鍛煉運用知識能力，實(shí)驗教學(xué)不理想�！耙詥�(wèn)題為中心”教學(xué)法能使學(xué)生由知識的被動(dòng)接受與被動(dòng)記憶者轉變?yōu)橹R的主動(dòng)探索者，從而根據實(shí)際情況主動(dòng)尋找問(wèn)題答案和復習相關(guān)知識點(diǎn)。在教學(xué)中我們發(fā)現學(xué)生普遍對與“藥物發(fā)現”相關(guān)的知識比較感興趣，對天然藥物的開(kāi)發(fā)、利用以及新藥研究有濃厚的好奇心。因此，可用問(wèn)題和實(shí)例激發(fā)學(xué)生熱情，提高其學(xué)習興趣，以獲得理想的實(shí)驗效果。以天然藥物化學(xué)成分系統預實(shí)驗為例。天然藥物所含的化學(xué)成分種類(lèi)較多，對未知成分的天然藥物怎樣進(jìn)行初步提取分離？如何了解天然藥物化學(xué)成分？可應用所學(xué)的天然藥學(xué)化學(xué)知識設計實(shí)驗內容和步驟，初步判斷天然藥物化學(xué)成分，可將實(shí)驗設計為5個(gè)環(huán)節。
2.1提出中心問(wèn)題
由我國藥學(xué)科學(xué)家屠呦呦獲得2015年諾貝爾醫學(xué)獎導入，利用青蒿素如何從青蒿這種天然藥物中被發(fā)現、提取分離并驗證其藥效的發(fā)展歷史，提出怎么發(fā)現這些藥物的有效成分，利用其藥用價(jià)值，然后開(kāi)發(fā)新藥的問(wèn)題。如黃連、黃柏中的黃連素具有抗菌、消炎作用，臨床療效良好；銀杏葉中的黃酮可以改善血液循環(huán)，降低膽固醇。那么黃連素和黃酮是怎么被發(fā)現的？怎樣從天然藥物中分離出來(lái)？如何判斷？通過(guò)對這些天然藥物或中藥的有效成分或生物活性成分進(jìn)行研究，從中發(fā)現有藥用價(jià)值或潛在藥用價(jià)值的活性單體。在此情景下提出中心問(wèn)題“怎么判斷天然藥物化學(xué)成分類(lèi)型”。
2.2轉化任務(wù)，明確問(wèn)題
將提出的中心問(wèn)題“怎么判斷天然藥物化學(xué)成分類(lèi)型”轉化為“了解天然藥物化學(xué)成分”這個(gè)具體任務(wù)。明確具體任務(wù)后，師生一起確定任務(wù)目標。實(shí)驗課前，教師給出一個(gè)未知的天然藥物粉末，讓學(xué)生3人一組進(jìn)行討論，并利用文獻、網(wǎng)絡(luò )等進(jìn)行實(shí)驗前資料的搜集。
2.3分解成問(wèn)題和任務(wù)序列
“怎么判斷天然藥物化學(xué)成分類(lèi)型“這個(gè)問(wèn)題太大，需要分解成一些小問(wèn)題，并排序，層層推進(jìn)，通過(guò)序列問(wèn)題的解答最終解決復雜問(wèn)題。教師提出“天然藥物不能直接用于試驗，需要先制備成供試液，你們知道如何制備供試液?jiǎn)�？”學(xué)生回憶之前的實(shí)驗經(jīng)驗，提出提取方法。教師引導學(xué)生思考并確定提取方法。教師提出“之前的提取實(shí)驗我們都是明確知道使用哪種溶劑提取明確成分，然而現在是未知的天然藥物，應該使用哪種溶劑？”學(xué)生討論，有人說(shuō)水提取法，有人說(shuō)堿提取法，有人說(shuō)乙醇提取法，等等。教師提出“通常我們根據什么對溶劑進(jìn)行分類(lèi)？”學(xué)生回答“溶劑的極性！”由此復習“相似相溶”運用原則，天然藥物中各類(lèi)化學(xué)成分溶解度不同而選取不同極性的溶劑進(jìn)行提取的知識點(diǎn)。由于實(shí)驗時(shí)間有限，我們不可能使用所有極性不同的溶劑，一般選取幾種常用溶劑，如水、95%乙醇和石油醚。根據以上問(wèn)題，在教師引導下，學(xué)生尋找解決方法，將此次實(shí)驗項目分為4個(gè)任務(wù)，明確實(shí)驗內容。任務(wù)一：分別使用水提取法、乙醇提取法和石油醚提取法進(jìn)行供試液的制備。教師提出“提取需用哪些儀器？”并讓學(xué)生選定儀器。學(xué)生根據之前的實(shí)驗經(jīng)驗，復習回流提取裝置與實(shí)驗方法，并重溫各儀器的作用和使用方法。教師給學(xué)生提出回流提取需要注意的細節問(wèn)題，包括冷凝水的方向、裝置的氣密性和回流提取的時(shí)間等。教師提出“提取后的提取液是不是就是供試液？”學(xué)生思考回答“不是，還需要制備”。教師引導“相似相溶的物質(zhì)有很多，提取液里面的化成成分類(lèi)型較多，我們要怎樣將它們分類(lèi)分離出來(lái)？常用的分離方法有哪些？”學(xué)生復習回顧“過(guò)濾、萃取、酸沉法……”任務(wù)二：提取液的分離。在獲得相應的供試液后，要通過(guò)化學(xué)定性實(shí)驗對其進(jìn)行化學(xué)檢識。教師提問(wèn)“怎么安排檢識項目，才能避免重復性并確保實(shí)驗結果的準確性？”學(xué)生翻開(kāi)課本，尋找各類(lèi)成分相應的化學(xué)檢識方法。學(xué)生提出，一方面可以根據不同供試液里可供檢識的化學(xué)成分類(lèi)型，選取相應的檢識方法；另一方面同一種化學(xué)成分可采用幾種不同的檢識方法，以確保實(shí)驗結果準確。教師給予肯定和鼓勵，讓學(xué)生繼續實(shí)驗。任務(wù)三：化學(xué)成分的檢識。師生共議：冷水供試液做氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)檢查，熱水供試液做糖、多糖、皂苷、苷類(lèi)、鞣質(zhì)、有機酸等檢查，乙醇供試液做黃酮、蒽醌、酚、苷、香豆素、內酯、萜類(lèi)、強心苷甾體等檢查，酸水供試液做生物堿檢查，石油醚供試液做揮發(fā)油、油脂檢查。學(xué)生對以上供試液的檢識試劑和反應現象進(jìn)行記錄，教師查看學(xué)生實(shí)驗進(jìn)展并進(jìn)行點(diǎn)撥。任務(wù)四：實(shí)驗結果的判斷和總結。學(xué)生根據實(shí)驗現象初步判斷該天然藥物可能含有的化學(xué)成分類(lèi)型。組內有不同意見(jiàn)時(shí)，可讓學(xué)生互相協(xié)商從而得出最終結論。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不僅能自主根據實(shí)驗現象做出相應判斷，避免過(guò)分依賴(lài)教師，還能培養團隊協(xié)作精神，為以后更復雜的實(shí)驗研究打下基礎。
2.4完成序列任務(wù)，解決序列問(wèn)題
針對以上提出的問(wèn)題，學(xué)生分組設計實(shí)驗內容和步驟，并用實(shí)驗操作驗證，做好實(shí)驗記錄。教師巡回指導。
2.5完成任務(wù)，解決問(wèn)題
教師將學(xué)生實(shí)驗結果進(jìn)行匯總并展示，對相似結果給予肯定，對不同結果給予分析、點(diǎn)評。提問(wèn)學(xué)生可以從哪些方面給予反思。學(xué)生思考后回答，如試劑的用量以及酸性條件或堿性條件的控制、溫度、時(shí)間、是否振搖充分和顏色的判斷等。最后學(xué)生根據檢識結果，總結出該天然藥物可能含有氨基酸、糖、有機酸、皂苷、黃酮類(lèi)、酚類(lèi)、強心苷、生物堿和揮發(fā)油等化學(xué)成分。在此次實(shí)驗中，學(xué)生獲得了極大的成就感，增強了自信心，實(shí)驗結果較理想。
3討論
�。�1）運用“以問(wèn)題為中心”教學(xué)法需要教師創(chuàng )設有任務(wù)特點(diǎn)的問(wèn)題情景，使教學(xué)過(guò)程貫穿于完成一個(gè)由“中心問(wèn)題”轉化的任務(wù)解決中。（2）“以問(wèn)題為中心”教學(xué)法注重教師的引導與啟發(fā)作用,通過(guò)學(xué)生的討論、探索，充分發(fā)揮學(xué)生創(chuàng )造力和想象力，發(fā)掘學(xué)生潛能，激發(fā)學(xué)生對問(wèn)題的探究動(dòng)機[3]。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗，從實(shí)驗的流程設計、實(shí)驗過(guò)程的實(shí)施到實(shí)驗結束的小結都由學(xué)生自己做主，教師只是引導者，不是命令者，不要過(guò)多干預[4]。（3）鼓勵學(xué)生將新知識、技能融會(huì )貫通，遷移到日常生活中，并對學(xué)到的新知識、技能進(jìn)行反思、質(zhì)疑和辨析，從而培養學(xué)生提出問(wèn)題和反思能力。
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